(57)【要約】【課題】原子炉の定期検査を行う場合、炉心上部に設けられた燃料交換機は燃料集合体の交換、移動のために占有されてしまうため、点検作業のために使用することができず、定期検査期間が長くなり、原子炉の稼働率の向上が望まれている。【解決手段】原子炉の定期検査時、燃料交換機とは別に炉水水面６上に浮き台７を浮かべ、この浮き台７と原子炉の固定フロアー５Ａとの間を伸縮または回転可能な可撓継手８または１３で接続し、この可撓継手８または１３の伸縮または回転動作を制御装置１２により制御することにより浮き台７を目的とする位置と向きに移動させ、この浮き台７上に点検作業員が乗って燃料交換作業と並列に保守点検作業を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の炉水上に浮く浮き台と、前記浮き台と原子炉固定部とを接続する可撓継手と、前記可撓継手を遠隔操作し、前記浮き台の炉水上での位置と向きとを制御する制御装置とからなることを特徴とする炉内点検作業装置。
【請求項２】
前記可撓継手が、伸縮自在に接続された複数の伸縮ビームから構成され、一端が前記浮き台に、他端が前記原子炉固定部にそれぞれ水平方向に回転自在に接続された伸縮ブームであることを特徴とする請求項１に記載の炉内点検作業装置。
【請求項３】
前記可撓継手が、互いに水平方向に回転自在に接続された複数のアームリンクから構成され、一端が前記浮き台に、他端が前記原子炉固定部にそれぞれ水平方向に回転自在に接続された回転アームであることを特徴とする請求項１に記載の炉内点検作業装置。
【請求項４】
前記浮き台にホイストを設置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の炉内点検作業装置。
【請求項５】
前記浮き台が前記可撓継手に対して、上下方向に浮力に応じて移動可能に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の炉内点検作業装置。
【請求項６】
前記浮き台の平面形状を側面から1箇所に切り欠きを形成し、ほぼコの字状に形成したことを特徴とする炉内点検作業装置。
【請求項７】
前記制御装置が、炉心上部に設けた燃料交換機の走行位置信号入力部と、前記浮き台の最大走行方向位置を前記可撓継手の位置、および浮き台の回転角度から算出する計算部と、燃料交換機の走行位置と浮き台の走行方向の位置を比較計算し、燃料交換機と前記浮き台との動きの干渉がないように伸縮ブームまたは回転アームを制御する演算部とから構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の炉内点検作業装置。
【請求項８】
前記浮き台と可撓継手とを二組設置し、前記制御装置で互いの前記浮き台の移動を協調して制御することを特徴とする請求項１に記載の炉内点検作業装置。
【請求項９】
前記浮き台に取り付けられたテレビカメラと、予め作業装置の作業内容に応じて決められたシーケンスを制御データとして保存した制御ユニットと、前記制御データに基づいて前記カメラの上下位置、パン、チルト角度を制御するテレビカメラ制御装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の炉内点検作業装置。
【請求項１０】
前記伸縮ブームに追従して伸縮自在で、点検作業員が通行可能な浮橋を設けたことを特徴とする請求項２に記載の炉内点検作業装置。
【請求項１１】
原子炉の炉心上部に設けられた燃料交換機と、前記原子炉の炉水上に浮く浮き台と、前記浮き台と燃料交換機とを接続する可撓継手と、前記可撓継手を遠隔操作し、前記浮き台の水面上の位置と向きとを制御する制御装置とからなる炉内点検作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントにおいて、原子炉の運転を停止して、原子炉内の保守点検作業を行う場合に用いられる炉内点検作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽水炉、例えば沸騰水型原子力発電プラントでは、安全性の確認並びに安定した運転を行うために、年に一回、原子炉の運転を停止して定期検査を行うことが義務付けられている。
そして、運転停止期間中に保守点検計画に基いて原子炉内機器の検査や、必要に応じて機器の取替え等の保守点検作業を水中で、遠隔操作で行う。  
従来この保守点検作業に伴う機器の吊り下げや位置決め、あるいは照明及びカメラの取り扱い、ホースやケーブルのハンドリングなどの作業は炉心上部に設けられた燃料交換機を使用して作業員が行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
原子炉の定期検査時には、燃料集合体の交換と炉内での場所の移動（シャッフリング）は必須の工程である。  
しかし、一般に原子炉１基に対して燃料交換機は１台しか設置されておらず、燃料交換時には燃料交換機は燃料集合体の交換作業のために占有される。  
このため、燃料交換機からカメラや照明を吊り下げて行う、保守点検作業の監視支援や、ケーブルの引き回しなどの支援作業は燃料交換作業と同時並行して作業できなかった。
【０００４】
近年、原子力発電所の稼働率の向上、発電コストの低減がさらに重要性を増しており、従来直列作業で行っていた燃料交換作業と保守点検作業も作業の並列化による点検作業時間の短縮が望まれている。
【０００５】
しかしながら一方において、原子炉の安全性の確認のため、検査の量、質の向上が求められており、定期検査期間の長期化が見込まれ、保守点検作業の一層の効率化が望まれている。  
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、燃料交換作業と保守点検作業の並列化を図り、保守点検作業を容易に行うことができ、定期検査期間を短縮して原子炉の稼働率を向上させることのできる炉内点検作業装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の炉心点検作業装置の発明は、原子炉の炉水上に浮く浮き台と、前記浮き台と原子炉固定部とを接続する可撓継手と、前記可撓継手を遠隔操作し、前記浮き台の炉水上での位置と向きとを制御する制御装置とからなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項１１に記載の炉心点検作業装置の発明は、原子炉の炉心上部に設けられた燃料交換機と、前記原子炉の炉水上に浮く浮き台と、前記浮き台と燃料交換機とを接続する可撓継手と、前記可撓継手を遠隔操作し、前記浮き台の水面上の位置と向きとを制御する制御装置とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の炉心点検作業装置であると、燃料交換機とは別に炉水水面に浮く浮き台を設けているので、燃料交換作業と保守点検作業とを並列して行うことができ、定期検査期間を短縮して原子炉の稼働効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施の形態を示す図で、１は原子炉の圧力容器、２は上部格子板、３は炉心支持板、４はシュラウド、５は原子炉ウェルで、これらの構成要素により原子炉が構成されている。
【００１０】
定期検査中は原子炉の運転が停止され、圧力容器１、原子炉ウェル５ともに炉水が張られ、原子炉ウェル５の上部には炉水水面６が存在する。７は炉水水面６上に浮かぶ浮き台、８は前記浮き台７と原子炉固定部とを接続する可撓継手で、互いに伸縮自在に接続された２本の伸縮ビーム９ａ、９ｂとから成る伸縮ブームで構成され、一端が浮き台７とヒンジ１０を介して水平方向に回転自在に接続されている。
【００１１】
１１は原子炉ウェル５上部の固定フロアー５Ａに設けられた回転軸で、前記伸縮ブーム８の他端が水平方向に回転自在に接続されている。
１２は固定フロアー５Ａに固定された制御装置である。
【００１２】
次に、このような構成の本実施の形態による炉内点検作業装置の作用を説明する。
まず、原子炉の運転を停止させ、炉の上部を開放し、原子炉ウェル５の上部まで炉水を張った後、伸縮ブーム８、ヒンジ１０を組立て、伸縮ブーム８の一端を固定フロアーに設けられた回転軸１１に接続する。
【００１３】
さらに、浮き台７を炉水水面６に浮かべ、伸縮ブーム８の他端にヒンジ１０を介して接続する。
あるいは、伸縮ブーム８のヒンジ１０に浮き台７を接続した後に伸縮ブーム８の他端を回転軸１１に接続するようにしてもよい。
【００１４】
次に、伸縮ブーム８を縮めて水平方向に回転させ、浮き台７を固定フロアー５Ａに接岸させ、点検作業員が乗り込む。
この状態で、制御装置１２により、伸縮ブーム８の回転軸１１を中心とした回転動作と、伸縮ビーム９ａ、９ｂの伸び縮みと、ヒンジ１０を中心とした浮き台７の回転とにより、目的とする点検作業に応じた浮き台７の位置と方向を遠隔操作で制御する。
【００１５】
例えば、図１（ａ）において、浮き台７の位置から浮き台７ａの位置へと任意に移動させる。
浮き台７が希望の位置に到達したら、浮き台７の移動を停止させ、浮き台７に乗った点検作業員が図示しない燃料交換機から吊り降ろした装置のケーブルホースの取り扱い、あるいは浮き台７から、水中カメラ、照明等を吊り降ろし、燃料交換機から行う作業を支援する。
【００１６】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、点検作業員が伸縮ブーム８の伸縮と回転および浮き台７の回転により自由に浮き台７の炉水上の位置を変え、保守点検の支援作業が行えるので、燃料交換機との並行した協調作業を行うことが可能になり、作業効率が向上する。また燃料交換機とは独立して、容易に炉心上から点検対称機器にアクセスして作業を行うことが可能になり、炉内点検作業の時間短縮が図れる。
【００１７】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施の形態について図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１８】
図２において、１３は可撓継手を構成する回転アームで、回転軸１４ａ、１４ｂにより互いに水平方向に回転自在に接続された３節のアームリンク１３ａ、１３ｂ、１３ｃから構成されている。
回転アーム１３の一端は浮き台７とヒンジ１０を介して水平方向に回転自在に接続され、他端は固定フロアー５Ａに設けられた回転軸１１と水平方向に回転自在に接続されている。
【００１９】
このような炉内点検作業装置であると、回転アーム１３の３節のアームリンク１３ａ、１３ｂ、１３ｃを各々回転軸１４ａ、１４ｂを中心に回転角度を変えることにより回転アーム１３の全体の形状が種種に変形され、浮き台７の位置と方向を遠隔操作により制御する。
【００２０】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、制御装置１２により、浮き台７の位置と方向を制御する際、炉水水面の回転アーム１３の可動範囲に障害物がある場合にはそれを回避するように回転アーム１３の形状を変化させることができる。
これにより、途中の障害物を回避する姿勢が採れるため、浮き台７の移動に更に柔軟性が向上する。
【００２１】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施の形態について図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図３において、１５は浮き台７上に立設されたセンターポール、１６はセンターポール１５の上部に水平方向に回転自在に取り付けられたホイストブーム、１７はホイストブーム１６を走行するように取り付けられたホイストである。
【００２２】
このような炉内点検作業装置であると、ホイスト１７の先端に炉内で作業を行う作業装置を取り付け、目的の位置に応じてホイスト１７の位置をホイストブーム１６の回転とホイストブーム１６上を走行させてその位置を変化させ、浮き台１０上の作業員が目的の位置で作業装置を吊り降ろし、ケーブルホースの取り扱いを行い目的とする作業を行う。
【００２３】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、ホイスト１７により単独に燃料交換機と同等の吊り降ろし作業を行うことが可能になり、更に作業効率が向上する。
また、作業装置を吊ることによるモーメントを、伸縮ブームまたは回転アームにより受けることにより、水中浮遊体にも関わらず傾くことが無く安定した作業が可能となる。
【００２４】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施の形態について図４（ａ）、（ｂ）、および図５を参照して説明する。図５において、１０は図１に示す伸縮ブーム８、または図２に示す回転アーム１３の先端に取り付けられたヒンジで、図示するように２本のリニアガイド１８ａ、１８ｂ介して浮き台７のブラケット１９を取り付けている。
【００２５】
リニアガイド１８ａ、１８ｂは上下のベアリング２０ａ、２０ｂでヒンジ１０に回転可能に支えられ、ギア２１を介してモータ２２によって回転され、前記浮き台７のブラケット１９を上下に移動させる。
【００２６】
このような炉内点検作業装置であると、炉水水面６の水位が変化した場合や、浮き台７に掛かる荷重の変化により図４（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示すように浮き台７の上下位置の変化が発生した場合、ギア２０を介してモータ２１によって浮き台７を上下に移動させ、浮き台７の浮力と重力の釣合うように浮力に応じた高さで一定になる。
【００２７】
このように本実施の形態による炉内点検作業装置であると、浮き台７にかかる荷重変化による上下方向の荷重が伸縮ブーム８または回転アーム１３に作用することなく、負荷荷重の軽減により伸縮ブーム８または回転アーム１３の小型軽量化が図れる。
【００２８】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施の形態について図６を参照して説明する。図６において、浮き台７にはヒンジ１０に接続された面と反対側の面に、台車のほぼ中央部まで伸びる切り欠き２３を形成し、コの字型の平面形状に形成されている。
このような炉内点検作業装置であると、浮き台７の切り欠き２３の両側から作業員がアクセスして、ホイスト１７による作業装置の設置や、ケーブルホースの取り扱いを行う。
【００２９】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、同時にアクセスできる作業員の数が増加し、作業性が向上する。また、作業装置の吊位置が常に浮き台７の重心に近いため、モーメントが発生しにくく、より安定した作業が可能になる。
【００３０】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施の形態について図７を参照して説明する。図７において、制御装置１２の中に燃料交換機２４の走行位置信号入力部１２ａと、浮き台７の先端部の位置を算出する計算部１２ｂと、それらを比較演算する演算部１２ｃと、伸縮ブーム８や回転アーム１３へ動作指令を与える指令部１２ｄとを備えている。
【００３１】
このような炉内点検作業装置であると、燃料交換機２４の浮き台７と干渉する個所の走行方向位置Ｘに対して、浮き台７の先端、例えばホイストブーム１６の先端位置を計算部１２ｂで以下の式に従って演算する。
【００３２】
ＸＴ＝Ｌ１cosθ１＋Ｌ２cos（θ２＋θ１）＋Ｌ３cos（θ３＋θ２＋θ１）
そして
Ｘ１−ＸＴ＞ＸＬなるように各軸の制御を行うか、またはＸ１−ＸＴ＝ＸＬでアラームまたはインターロックをかけるように制御する。
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、浮き台７と燃料交換機２４との干渉を防止することができ、作業の安全性が高まる。
【００３３】
（実施例７）
次に本発明の第７の実施の形態について図８を参照して説明する。図８において、原子炉上部にヒンジ１０を介して伸縮ブーム８に取り付けられた浮き台７をそれぞれ二組（７ｂ、７ｃ）取り付け、それらの位置と方向を制御する制御装置１２から構成される。
【００３４】
このような炉内点検作業装置であると、二組の浮き台７ｂ、７ｃの相互位置、方向を保ちながら作業の目的によって協調して二組の浮き台７ｂ、７ｃを移動させる。双方の浮き台７ｂ、７ｃに乗った点検作業者や、ホイストを互いに協調させなら点検作業を行う。
【００３５】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、浮き台７を２台設けたので燃料交換機を使用することなく浮き台のみで作業場所にアクセスし協調して、複雑なまたは重作業等を行うことが可能になる。
【００３６】
（実施例８）
次に本発明の第８の実施の形態について図９を参照して説明する。図９において、２５は浮き台７に取り付けた巻上げ機で、２６は巻上げ機２５により炉水中を上下動されるパン、チルト機構２７付の水中テレビカメラ、照明、２８はテレビカメラを制御するテレビカメラ制御装置、２９は予め用意された上下高さ、パン、チルトの制御量を制御する制御ユニットである。
このような炉内点検作業装置であると、予め作業の進行に従って、ＣＡＤ等により必要なカメラ位置、方向を決め、制御データとして保存しておく。
【００３７】
炉水中に沈めた遠隔操作される無人の作業装置３０を使用して点検作業を行うが、その作業工程に応じて、必要な制御データを読み出し、テレビカメラ制御装置２８により水中テレビカメラ２６の位置、方向を制御する。
【００３８】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、炉内作業には欠かせない、監視カメラの操作が簡略化され、作業時間の短縮が図れ、より精密な位置決めにより作業品質の向上が図れる。
【００３９】
（実施例９）
次に本発明の第９の実施の形態について図１０を参照して説明する。図１０において、８は互いに伸縮自在に接続された伸縮ビーム９ａ、９ｂとから構成された伸縮ブームで、一端が浮き台７とヒンジ１０を介して水平方向に回転自在に接続されている。１１は燃料交換機２４に設けられ、前記伸縮ブーム８の他端が水平方向に回転自在に接続された回転軸である。
【００４０】
１２は制御装置で、燃料交換機２４の走行位置信号入力部１２ａと、浮き台７の位置を算出する計算部１２ｂと、それらを比較演算する演算部１２ｃと、伸縮ブーム８や回転部へ動作指令を与える指令部１２ｄとから構成される。
このような炉内点検作業装置であると、燃料交換機２４を移動させる場合、浮き台７は燃料交換機２４と伸縮ブーム８により接続されているため燃料交換機２４とともに移動する。
【００４１】
また、浮き台７単独で位置を移動させる場合は燃料交換機２４の走行移動に関わらず、制御装置１２により伸縮ブーム８の回転動作と伸縮ビーム９ａ、９ｂの伸び縮みと、ヒンジ１０を中心とした浮き台７の回転とにより浮き台７の位置と方向を遠隔操作で制御する。
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、浮き台７が燃料交換機２４とともに動くため、点検作業に必要なストロークが少なくて済むと共に装置が軽量化される。
【００４２】
また、浮き台７と燃料交換機２４の作業が独立に行えるため、炉内作業の効率が大幅に向上し、時間短縮が図れる。従来の作業台車を燃料交換機レール上に設置する方法に比べ、装置が小型軽量で、設置も簡単なため準備時間も短縮できる。このため発電所の稼働率の維持、向上にも貢献するものである。
【００４３】
（実施例１０）
次に本発明の第１０の実施の形態について図１１を参照して説明する。図１１において、３１ａ、３１ｂは連結器３２ａ、３２ｂによりそれぞれ伸縮ビーム９ａ、９ｂに接続され、伸縮ブーム８の伸縮に同調して伸縮可能な浮き橋、３３は浮き橋３１ｂの一端と浮き台７との間に接続され、点検作業員が内部を移動できるようなジャバラ囲いである。
【００４４】
また、１０はヒンジ、１１は回転軸である。
このような炉内点検作業装置であると、図示のように伸縮ブーム８が十分に伸びて浮き台７が固定部から離れた位置に移動している状態で、固定部と浮き台７間で作業員の移動、あるいは物品を移動させる場合は、浮き橋３１ａ、３１ｂおよびジャバラ囲いを利用して行う。
【００４５】
浮き台７が向きを変えて別の位置に移動する場合は伸縮ブーム８の伸縮に合わせて浮き橋３１ａ、３１ｂも伸縮し、また浮き台７のヒンジ１０を中心とした回転に対してはジャバラ囲い３３が伸縮し、追従する。
【００４６】
本実施の形態による炉内点検作業装置であると、浮き台７が固定部から離れた位置に移動している状態で、固定部と浮き台７間での作業員や物品の移動が可能になり点検作業が効率化される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による炉心点検作業装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による炉心点検作業装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部正面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態による炉心点検作業装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態による炉心点検作業装置を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は違った状態の正面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態による炉心点検作業装置の要部を示す正面図。
【図６】本発明の第５の実施の形態による炉心点検作業装置の要部を示す平面図。
【図７】本発明の第６の実施の形態による炉心点検作業装置を示す平面図。
【図８】本発明の第７の実施の形態による炉心点検作業装置を示す平面図。
【図９】本発明の第８の実施の形態による炉心点検作業装置を示す正面図。
【図１０】本発明の第９の実施の形態による炉心点検作業装置を示す平面図。
【図１１】本発明の第１０の実施の形態による炉心点検作業装置を示す平面図。
【符号の説明】
【００４８】
１…圧力容器、２…上部格子板、３…炉心支持板、４…シュラウド、５…原子炉ウェル、６…炉水表面、７…浮き台、８…伸縮ブーム、９ａ、９ｂ…伸縮ビーム、１０…ヒンジ、１１…回転軸、１２…制御装置、１２ａ…走行位置信号入力部、１２ｂ…計算部、１２ｃ…演算部、１２ｄ…指令部、１３…回転アーム、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…アーム、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…回転軸、１５…センターポール、１６…ホイストブーム、１７…ホイスト、１８ａ、１８ｂ…、リニアガイド、１９…ブラケット、２０ａ、２０ｂ…ベアリング、２１…ギア、２２…モータ、２３…切り欠き、２４…燃料交換機、２５…巻上機、
２６…水中テレビカメラ、照明、２７…パンチルト機構、２８…テレビカメラ制御装置、２９…制御ユニット、３０…作業装置、３１ａ、３１ｂ…浮き橋、３２ａ、３２ｂ…連結器、３３…ジャバラ囲い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005300181.tif 000012
【図１１】
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